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规则平面西藏单层砌体打包带加固抗震试验与有限元模拟分析

作　者: 姚新强
导　师: 孙柏涛
学　校: 中国地震局工程力学研究所
专　业: 工程力学
关键词: 西藏高烈度区农牧民安居工程砌体平房打包带加固振动台试验有限元模拟
分类号: TU746.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 57次
引　用: 4次
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内容摘要

砌体结构在我国及广大发展中国家目前还是广泛分布的一种建筑结构,居住人数占世界人口的6成,而且在地震多发地区广泛分布着砌体建筑。砌体结构在地震中很容易遭受地震破坏,且砌体结构房屋的倒塌是地震灾害中引起人员伤亡的一个主要因素。西藏高烈度区部分农牧民房屋存在着诸多抗震问题,根据拉萨市政府的要求对西藏自治区农牧民安居工程进行抗震加固迫在眉睫。本文以国内外对砌体结构的研究成果为基础,结合西藏自治区农牧民安居工程抗震加固试验与ABAQUS软件建立的砌体结构有限元模型,讨论分析了以下主要内容:1、通过西藏自治区农牧民安居工程抗震加固试验分析了无打包带加固、有打包带加固和打包带半加固模型的抗震能力,论证了打包带进行抗震加固的可行性。2、参考国内外砌体结构本构关系、破坏准则和砌体结构有限元模拟方面的成果,用ABAQUS软件建立了砌体结构有限元模型,并进一步验证了试验结论。3、针对西藏农牧民房屋现状提出了加强抗震方面的措施和建议。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-12
  1.1 选题背景及意义  10-11
  1.2 本文的主要章节安排  11-12
第二章西藏农牧民房屋现状  12-18
  2.1 西藏农牧民房屋结构类型和特征  12-13
  2.2 西藏农牧民房屋抗震薄弱环节  13-16
  2.3 本章小结  16-18
第三章西藏农牧民安居工程抗震加固试验  18-80
  3.1 试验简介  18-20
    3.1.1 振动台试验的目的及方法  19
    3.1.2 本试验经历的试验过程  19-20
  3.2 材料试验  20-30
    3.2.1 聚丙烯打包带拉伸试验  20-24
    3.2.2 原型混凝土砌块压力试验  24-26
    3.2.3 模型混凝土砌块及砂浆标准试块压力试验  26-30
  3.3 模型设计与制作  30-39
    3.3.1 相似关系的确定方法  30
    3.3.2 相似关系的确定  30-32
    3.3.3 人工质量的计算  32-33
    3.3.4 模型制作  33-39
  3.4 仪表选用、校对及布置  39-42
    3.4.1 仪表选用  39
    3.4.2 仪表校对报告  39-41
    3.4.3 仪表布置  41-42
  3.5 试验大纲编制  42-48
    3.5.1 地震波的选取  42
    3.5.2 加载制度的编制  42-43
    3.5.3 输入波形处理  43-48
  3.6 试验结果  48-64
    3.6.1 各模型主要参数  48
    3.6.2 试验结果  48-64
  3.7 模型试验结果分析  64-72
    3.7.1 模型各阶段动力特性变化分析  64-65
    3.7.2 模型位移反应分析  65-67
    3.7.3 模型加速度反应分析  67-71
    3.7.4 试验模型墙体应变分析  71-72
  3.8 裂缝形式及严重程度分析  72-74
    3.8.1 同一户型加固与非加固模型对比分析  73-74
    3.8.2 同一模型加固与非加固墙体对比分析  74
  3.9 西藏民居的震害  74-76
    3.9.1 西藏民居的震害  74-75
    3.9.2 民居抗震的薄弱环节及其对策  75-76
  3.10 西藏民居抗震、抗倒设计的建议  76-77
    3.10.1 民居抗震设计的基本原则  76
    3.10.2 民居建筑抗震概念设计  76-77
    3.10.3 关于民居抗倒措施  77
  3.11 试验结论及建议  77-79
    3.11.1 适当提高砌筑砂浆强度对抗震有利  77-78
    3.11.2 原型房屋的抗震能力评估  78
    3.11.3 打包带加固墙体有较好的效果  78
    3.11.4 局部应力集中对民居抗震不利  78-79
    3.11.5 加强承重构件之间的连接对抗震很重要  79
    3.11.6 构造柱、圈梁仍为民居抗倒的好措施  79
  3.12 本章小结  79-80
第四章西藏农牧民房屋的有限元模拟分析  80-121
  4.1 砌体结构有限元模拟的发展现状  80
  4.2 砌体结构有限元模型的建立  80-85
    4.2.1 有限元软件的选取  81
    4.2.2 ABAQUS 软件中砌体材料模型的选取及网格划分  81-85
  4.3 各模型模态的计算与分析  85-87
  4.4 荷载和地震动的选取与输入  87-91
  4.5 模型的计算与结果分析  91-120
    4.5.1 ABAQUS 模拟模型的结果  92-104
    4.5.2 模拟模型与试验模型的加速度时程曲线对比  104-106
    4.5.3 模拟模型的加速度反应和谱峰频率分析  106-107
    4.5.4 模拟模型的位移反应分析  107-108
    4.5.5 模拟模型的应变分析  108
    4.5.6 模拟模型的拉损伤反应及破坏分析  108-120
  4.6 本章小结  120-121
第五章结论与展望  121-123
  5.1 结论  121
  5.2 展望  121-123
参考文献  123-125
作者简介  125
攻读硕士期间主要参与的科研项目  125
攻读硕士期间发表的论文  125-126
致谢  126

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